c++中如何实现二分搜索_c++二分搜索实现方法

二分搜索要求容器有序,通过比较中间值缩小范围,时间复杂度O(log n)。可用递归或迭代实现,推荐迭代以节省空间。C++ STL提供binary_search、lower_bound和upper_bound等函数,实际开发建议优先使用STL版本,更安全高效。

c++中如何实现二分搜索_c++二分搜索实现方法

在C++中实现二分搜索,前提是数组或容器必须是有序的。二分搜索通过不断缩小查找范围,将时间复杂度从线性搜索的O(n)降低到O(log n)。

基本思路

二分搜索的核心思想是:比较目标值与当前搜索区间的中间元素,根据比较结果决定向左或右继续搜索。

定义两个指针,leftright,表示当前搜索区间计算中间位置:mid = left + (right – left) / 2(避免整数溢出)如果中间值等于目标,返回索引如果中间值小于目标,搜索右半部分如果中间值大于目标,搜索左半部分循环直到 left > right,未找到则返回-1

递归实现方式

int binarySearchRecursive(const vector& arr, int left, int right, int target) {    if (left > right) return -1;
int mid = left + (right - left) / 2;if (arr[mid] == target) return mid;else if (arr[mid] < target)    return binarySearchRecursive(arr, mid + 1, right, target);else    return binarySearchRecursive(arr, left, mid - 1, target);

}

调用时传入初始区间:binarySearchRecursive(arr, 0, arr.size() - 1, target);

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迭代实现方式(推荐)

int binarySearchIterative(const vector& arr, int target) {    int left = 0;    int right = arr.size() - 1;
while (left <= right) {    int mid = left + (right - left) / 2;    if (arr[mid] == target) return mid;    else if (arr[mid] < target) left = mid + 1;    else right = mid - 1;}return -1; // 未找到

}

迭代方式更节省栈空间,不易发生递归溢出,适合大规模数据。

使用STL中的二分搜索函数

C++标准库提供了几个高效的二分搜索函数,定义在 gorithm> 头文件中:

std::binary_search:判断元素是否存在,返回boolstd::lower_bound:返回第一个不小于target的元素位置std::upper_bound:返回第一个大于target的元素位置

示例:

vector arr = {1, 3, 5, 7, 9};bool found = binary_search(arr.begin(), arr.end(), 5); // trueauto it = lower_bound(arr.begin(), arr.end(), 6); // 指向7int index = it - arr.begin(); // 索引为3

基本上就这些。手动实现有助于理解原理,实际开发中建议优先使用STL函数,更安全高效。

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